Upn emo s05

225 visualizaciones

Publicado el

0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
225
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
2
Acciones
Compartido
0
Descargas
2
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Upn emo s05

  1. 1. Departamento de CienciasMg. Yuri Milachay Vicenteyuri.milachay@gmail.comFACULTAD DE INGENIERÍACarrera de Ingeniería de Sistemas ComputacionalesElectricidad, Magnetismo y ÓpticaLey de Ohm. Circuitos eléctricosCorriente eléctrica y resistencia. Ley de Ohm.Circuitos eléctricos básicos.
  2. 2. Objetivos• Explicar el origen de la corriente eléctrica.• Explicar el significado y alcance de la ley deOhm.• Aplicar la ley de Ohm para el cálculo deresistencias equivalentes en circuitos eléctricoselementales.
  3. 3. Corriente eléctrica
  4. 4. Corriente eléctrica• Si dos cuerpos de carga igualy opuesta se conectan por unconductor metálico, lascargas se neutralizanmutuamente., mediante unflujo de electrones desde elcuerpo cargadonegativamente al cuerpocargado positivamente.• Se llama corriente eléctrica ala carga que atraviesa lasección transversal delconductor en la unidad detiempo.dQIdt=C1 A 1s=Los electrones se mueven hacia el cuerpocargado positivamenteImagen tomada de: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/HomeEarthRodAustralia1.jpgImagen tomada de: http://www.weatherimagery.com/facts_lightning.phpRayos negativosRayos positivos
  5. 5. Dirección convencional de lacorriente eléctrica• Se considera, por convención,que la dirección de lacorriente es la quecorrespondería almovimiento de cargaspositivas. Esto es, en elsentido del polo positivo alpolo negativo de la fuente enel circuito eléctrico.Imagen tomada de: Banco de imágenes del libro Física de Sears ZemanskyMovimiento de las `cargas positivas´ al interior del conductor
  6. 6. Resistencia eléctrica (R)• Resistencia eléctrica es lapropiedad de los materiales deoponerse al paso de la corrienteeléctrica, y depende de laresistividad y de las propiedadesgeométricas del material. Si,ρ – resistividadl – longitud del conductorA – área del conductor• En conductores, a temperaturaconstante se cumple que laresistencia es constante,• La unidad de resistenciaeléctrica en el SI es el ohm (Ω):lRA= ρVA1 1Ω =lA
  7. 7.   Sustancia ρ (Ω·m) α (K-1)ConductoresPlata 1,47 x 10-83,8 x 10-3Cobre 1,72 x 10-83,9 x 10-3Oro 2,44 x 10-83,4 x 10-3Níquel 6,84 x 10-86,0 x 10-3Hierro 9,71 x 10-85,0 x 10-3SemiconductoresSilicio 4 300 -7,5 x 10-2Germanio 0,46 -4,8 x 10-2Cuarzo 7,5 x 1017 Caucho 1013 - 1016 Madera 108 - 1011 Diamante 1011 Resistividad a 20° C
  8. 8. lVaIVbEAVIR∆=Ley de Ohm (conductor recto)• Para un conductor recto, la intensidad de la corriente que fluye al interior de él es proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica del material,VIPendiente =RCurva de corriente-voltajepara un material óhmico
  9. 9. Ejercicio 25.11 / Pág. 974En el cableado doméstico se suele utilizar cable de cobre de 2,05 mm de diámetro, Encuentre la resistencia de 35,0m de este cable?    ρ = 1,72 ×10−8Ω⋅m, •  Si se mantiene una diferencia de potencial de 2,00 V a través del cable, ¿cuál es la corriente del alambre?a) Para el cálculo de la resistencia se tiene,b) Aplicando la ley de Ohm,lRAρ=8635,0R 1,72 103,30 10R 0,182−−= × Ω×= ΩRVI =2,00I A0,182I 11,0A==
  10. 10. Fuerza electromotriz fem (ε)• Una fuente de fem es cualquier dispositivo (batería, generador) que aumenta la energía potencial de las cargas que circulan por el circuito,• La fem (ε) de una fuente describe el trabajo realizado por unidad de carga y, por lo tanto, la unidad en el SI de la fem es el volt (V)• En condiciones ideales (resistencia nula), Vab=ε, por lo que la ley de Ohm se escribirá como:Batería− +ε = femResistorr = 0 ΩIRε =
  11. 11. Resistencia interna• En  un  circuito,  las  fuentes reales poseen una resistencia no  nula,  por  lo  que  la diferencia  de  potencial entre los bornes de una fuente real no es igual a la fem.• Esto  es  debido  a  que cualquier carga, al moverse al interior  de  un  conductor, sufre  una  resistencia.  A  la resistencia  producida  en  la fuente  se  le  denomina resistencia interna.Batería− +ε = femResistorr ≠ 0 Ωr – resistencia interna
  12. 12. εa b+rRIFuerza electromotriz de un circuito simple• En  la  figura    se  muestra  una batería  (ε,  r)  conectada  a  una resistencia externa (R). • Si  se  desea  aplicar  la  ley  de Ohm, se deberá tener en cuenta que  la  diferencia  de  potencial entre los bornes de la batería es:• Por  lo  que  la  ley  de  Ohm  se expresaría  de  la  siguiente manera: V Ir= ε−ε = IR + IrLey de Ohm para el circuito con fem y resistencia internaV IRIr IRIR Ir=ε− =ε = +
  13. 13. EjercicioConsidere el circuito que semuestra en la figura. La tensiónen bornes de la batería de 24,0 Ves de 21,2 V . ¿Cuál es (a) laresistencia interna, r, de labatería y (b) la resistencia, R, delresistor del circuito?• de donde, r = 0,70 Ωb) De la ley de Ohm,R = 5,30 ΩV Ir óVrI= ε−ε−=IVRIRV==
  14. 14. Potencia y energía en el circuitoeléctrico• La potencia eléctrica es la rapidez conque se entrega o extrae energía a o deun circuito eléctrico. La unidad es elwatt (W).• Existen tres casos de cálculo depotencia:– Resistencia pura. Dada unadiferencia de potencial en unresistor.– Potencia de salida de una fuente.rapidez con que se entrega energíaa un circuito externo.– Potencia de entrada a una fuente.rapidez con que se suministraenergía a una fuente.VIP =VIP =IIrP )( −= εIIrP )( += ε
  15. 15. −+Asociación de resistores enserie• La diferencia de potencial enlos bornes de la batería esigual a la suma de lasdiferencias de potencial encada resistencia (foco).• Además, se puede observarque la intensidad de lacorriente es la misma en cadaelemento del circuito.VabV1 V2R1 R2ab 1 2eq 1 2eq 1 2V V VR I R I R IR R R= += += +
  16. 16. Req = R1 + R2Req+∆VI+R1 R2∆VAsociación de resistores en serie(esquema)
  17. 17. Asociación de resistores enparalelo• La diferencia de potencial enbornes de la batería es lamisma que en los bornes delos focos (resistores).• La intensidad de la corrienteque sale de la batería es iguala la suma de las intensidadesque circulan por cada foco.I2I−+VabVabI11 2ab ab abeq 1 2eq 1 2I I IV V VR R R1 1 1R R R= += += +
  18. 18. 21111RRReq+=IR1R2I1I2+∆VReqI+∆VAsociación de resistores en paralelo(esquema)
  19. 19. PreguntaTres focos idénticos se conectanentre sí y se alimentan con unfuente de voltaje cuyadiferencia de potencial es ∆V.Responda las siguientespreguntas:• ¿Cuál de los dos circuitos tieneuna mayor resistenciaequivalente?• ¿Por cuál de los focos circulauna corriente mayor?• ¿Cuáles de los focos soportan lamayor diferencia de potencial?(a)
  20. 20. EjercicioConsidere el circuito que semuestra en la figura. Lacorriente en el resistor de 6,00 Ωes de 4,00 A, en el sentido quese indica. ¿Cuáles son lascorrientes a través de losresistores de 25,0 Ω y 20,0 Ω .VRIV ababab 0,2400,600,4 =×=×=∆VVV cdab 0,24=∆=∆ARVIcdcdcd 00,300,80,24==∆=AIII cdabef 00,700,300,4 =+=+=VRIV efefef 1750,2500,7 =×=×=∆VVVV efcdaf 1991750,24 =+=∆+∆=∆1999,9520,0ghghghVI AR∆= = =6,0025,04,00 A8,00 Ω20,0εΩΩΩ
  21. 21. Conclusiones
  22. 22. Bibliografía

×